AFC系统结构及功能.docx

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AFC系统结构及功能

第一章AFC专业介绍

课时：

12课时

课程重点：

1、AFC专业介绍。

课程要求：

对2号线AFC系统有一定了解。

在地铁各专业系统中，AFC系统扮演着十分重要的角色，它不但为乘客提供自动售票和自动检票服务，也为轨道交通运营公司的科学管理提供可靠的数据。

它是现代轨道交通先进性的重要体现。

通常意义上，AFC是英文AutomaticFareCollection的简称，即自动售检票。

许多人可能认为自动售检票系统仅仅是售票和检票，仅仅是进站和出站，从严格意义上来说，自动售检票系统（AFC）是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等过程的自动化系统。

我国城市轨道交通自动售检票系统和设备，最初是从美国引起的，近年来我国已进行了大量的开发和研制工作，提供了多种形式的产品，技术水平也在不断提高。

国内轨道交通AFC系统的发展经历了从无到有的过程，随着计算机技术和软件的发展，我国城市轨道交通AFC系统和技术已与城市公共交通“一卡通”接轨，实现城市“一卡通”。

AFC系统需要更根据轨道交通规划、客流量需求、票务管理需求，进行系统方案的设计，选择合适的技术平台，实现乘客的自助售检票和信息处理的自动化。

AFC系统的主要工作内容如下：

1、实现中央系统、车站系统和终端设备之间的数据传输和处理；

2、完成车票制作、售票、检票、票务统计分析等工作；、

3、及时、准确地进行客流、票务数据的收集、整理、汇总和分析；

4、实现轨道交通收益方得清分结算以及与关联系统等外部接口之间的清分结算，同时可通过银行或金融机构实现账务划拨。

AFC系统作业轨道交通运营管理的子系统之一，有其丰富的内涵，主要体现在以下几个方面：

1、人性化

自动售检票系统为乘客设置符合人体工程学的售票机和检票机，方便乘客的购票和检票过程，同时提供符合地方特色的操作方式。

2、客流导向

自动售检票系统可方便地实现乘车路径和优惠票价管理，可以通过票价设定来为乘客提供导向性服务，实现柔性的乘客自主对出行路径或时段的选择，合理调整客流分布。

3、社会效益

一方面可通过自动售检票系统形成对区域交通客流状况的调整，对设备生活产生影响；另一方面可通过自动化的设施影响人们的行为模式，规范管理模式，客服票务工作中的舞弊行为。

4、提供信息支持

自动售检票系统能够提供客流量、票务收入等统计信息，为轨道交通的运营、规划和管理决策提供信息支持。

5、提高运行效率

轨道交通运营单位可根据自动售检票系统的客流信息及时调整运行组织，合理安排运能，提高运行效率。

6、强化安全管理

借助自动售检票系统付费区的封闭条件，可对乘客在车站内的行为进行管理。

在紧急情况下，可通过闸机的禁止和方形措施疏导人群，实现安全管理。

7、提升形象

通过自动售检票系统，增加了轨道交通与乘客的操作交互性和乘客的主动性，良好的应用效果可以提升运营企业和所在地的形象。

第三章AFC系统结构及功能

课时：

12课时

课程重点：

1、AFC系统结构。

2、AFC各子系统的功能。

课程要求：

掌握2号线AFC系统的结构组成，熟知各子系统的功能。

第一节结构组成介绍

一、AFC系统由哪些子系统构成

AFC系统由线路中心系统（LC）、车站计算机系统（SC）及车站终端设备组成（SLE）。

第二节线路中心系统（LC）

一、概述

LC主要由结算系统、线路运营管理系统、数据交换系统、报表管理系统、网络管理系统、网络设备、打印机等组成。

中心系统通过通讯主干网进行数据上传和下载，对线路内部所有设备进行监控，实现对运营、票务、财务及维修的集中管理功能，主要包括运营管理、设备管理、客流管理、票务管理、财务管理、报表管理、维修管理、计划管理、数据管理、日志管理、审计管理、安全管理等。

LC可采集、处理系统内各类数据，制定、维护系统各类参数，下达系统各类命令，同时为系统提供了高度的安全机制和严格的操作规程；接受ACC的车票调配指令，完成在本线路流通的车票调配；与ACC清算对帐。

接收ACC下载的车票种类、票价表、费率表、运营模式等参数，并通过SC下载到终端设备；当出现通信故障等情况必须由线路独立运行时，LC独立管理所辖线路AFC系统运行。

二、物理架构及功能

图2-1LC物理结构图

上图，是整个LC系统的物理结构图：

1.结算系统主要由AFC主服务器和历史数据服务器等设备组成，此外，还配置磁盘阵列、磁带机等外部存储设备。

主要实现对线路内交易数据、参数数据的存储管理以及收益管理、维修管理、数据管理、参数管理、安全管理等功能。

2.线路运营管理系统包括线路运营管理服务器及工作站等。

线路运营管理系统实现对LC的运营管理、车票管理、设备管理等功能。

3.数据交换系统由数据交换服务器、前置通信服务器组成。

数据交换服务器是本工程LC与ACC之间进行交易数据上传、下载参数传递、清算对帐等数据交换的平台，管理LC与ACC互联的通信接口，具有硬件接口、软件协议转换的能力。

前置通信服务器是LC与SC间进行数据交换的平台。

4.报表管理系统包括报表服务器、报表查询工作站等。

安装有报表生成功能模块，以及报表计算规则定义模块；按照时间定义，可以生成日报表、周报表、月报表、季度报表、年度报表和用户自定义的时间段报表等。

5.网络设备包括：

网络交换机、路由器、防火墙、入侵检测系统等。

6.网络管理系统包括网管服务器、网管工作站等。

实现对本线路的网络管理功能。

第三节　车站计算机系统（SC）

一、概述

车站中心系统是AFC系统中的重要组成部分，SC是直接控制SLE的基本管理单元。

在整个AFC系统中，车站中心系统负责对车站系统运营、票务、收益、维修等的集中管理。

对LC，接收LC下达的命令及参数并执行，汇报系统运营情况，收集各类数据；对各SLE，收集各类数据，进行监控，并且下发所需要的指令及参数。

二、车站中心系统设备构成

车站中心系统中设备包括，车站计算机、监控管理工作站，票务工作站、打印机、终端售检票设备和车站交换机。

各SLE通过以太网连接到SC，SC通过AFC通讯传输网连接到LC。

SC完成与LC及各SLE之间的数据交换,命令传递，且本地保存各种数据，实时监控SLE运行。

SC设备构成示意图如下：

图3-1车站物理结构

三、车站中心设备结构功能

整体上车站中心系统可分为车站计算机，监控工作站，票务工作站。

车站计算机主要功能为：

收集及保存车站设备的车票处理、收益及统计数据并上传到LC

收集车站设备的交易、审计寄存器数据，以及财务、故障状态数据、故障维修数据等的统计信息，并传送到LC

储存由LC下载的运营和设置参数，并下载到所有车站设备

设置车站运作参数，向车站设备下达运作命令及设置系统运行模式

接收LC下传的系统参数，并下载到车站设备

经授权后，对应用在本线的密钥进行管理和认证

管理车站设备网络及与LC的通信

与LC同步时钟，并同步车站设备时钟

完成SLE数据的初步审查

响应LC上传数据要求

监控工作站主要功能如下：

监控车站设备运行状态，监控和显示车站所有设备的状态、故障、报警信号等

监控车站的客流、收益、维修情况，实时并阶段性生成车站收益、客流及维修报表

具有车站设备维修管理功能，可通过车站中心系统进行设备设置，更新车站设备的软件

监控各车站及各车站的设备的故障状态、维修记录、故障修复记录、维修记录、人员到位情况、维修力量的调配等

设备对各个部件模块故障的自动检测和故障恢复的自动检测，检测故障处理、故障修复数据能及时准确上传至车站中心系统。

监控管理工作站将实时反映

对不能自检产生的故障记录应可由车站管理人员或维修人员在工作站上输入上报设备的故障情况及故障修复情况

可通过工作站下达检修任务和人员安排，任务完成后可记录任务和工作的完成情况

票务工作站其主要功能如下：

当半自动售票机操作员交班结束后，收集当班操作员售票数据

运行应开始前输入上传自动售票机中的备用金额

在运营过程中将当天的钱箱清点情况、备用金的增减情况、车站存备用金等数据输入上传

在运营结束后能够查询当天的现金管理报表，并可查询规定时间内（参数控制）的报表

站区工作站除了拥有控制室工作站的功能外还具有：

监视站区内各车站设备的通信状态、运行状态及故障情况

接受车票的调配指令

查询站区内各车站的客流、票务等与运营相关的数据并能根据统计生成相关报表

第四节车站终端设备（SLE）

一、概述

车站终端设备主要包括自动售票机（TVM）、自动检票机（AGM）、半自动售票机（BOM）、自动验票机（TCM）等。

二、自动售票机（TVM）

自动售票机设于车站非付费区，用于乘客自助式购买单程票并可对储值票进行充值。

自动售票机主要由主控单元（ECU）、单程票发售模块、储值票处理模块、乘客显示器、触摸屏、运行状态显示器、维修面板、硬币处理模块、纸币处理模块、纸币找零器、银行卡读写器与密码键盘（预留）、单据打印机、电源模块、及机壳等模块及组件构成。

三、自动检票机（AGM）

自动检票机设置在付费区与非付费区的交界处，起着分割付费区与非付费区的作用，实现票卡有效性验证、检票、通行控制、车票回收等功能。

自动检票机主要由进站用乘客显示器、出站用乘客显示器、进站用读写器、出站用读写器、车票回收模块、站员操作部、通道显示部、闸门、主控单元、电源模块、人体检测部、外部接口等构成。

四、半自动售票机（BOM）

设于车站服务中心，具有售票、补票和售补票功能，对于一卡通车票的处理可以按照一卡通系统的规则进行。

同时可发行各种类型的车票，兼有对车票进行查验和票据打印等功能，所能实现的功能可由系统参数灵活设置。

当与SC通信中断时，具有离线工作和数据保存能力。

BOM可以保存30天的运营数据。

在通信恢复时，能将保存的交易数据及时上传给SC。

我方提供半自动售票机上电启动后一分钟之内即可进入正常服务状态。

五、自动查询机（TCM）

自动查询机安装在地铁车站非付费区,供在轨道交通内使用的地铁专用票及城市“一卡通”的自助查询验票及发布地铁通知信息等服务。

自动查询机操作界面采用触摸屏操作方式，由LC下载乘客服务信息，可以回溯车票内记录的使用历史，包括票种、购票时间、进站时间、出站时间、进站地点、出站地点、扣费金额、剩余金额、有效期等。

每笔交易信息应逐条显示。

对有问题的交易记录应可以醒目的提示。

自动查询机在进行车票查询时，能对车票的有效性进行检查，如有问题能显示原因，并提示乘客去半自动售票机处处理。

自动查询机具有如下功能：

1.所有车票均可查询；可以自动播放预先录制的影音片断，可以向乘客介绍系统使用方法、显示公司通告及操作指南动画短片等信息。

2.可以回溯车票内记录的使用历史（包括票种、购票时间、进站时间、出站时间、进站地点、出站地点、扣费金额、剩余金额、有效期等）；

3.交易信息逐条显示；

4.问题的交易记录可以醒目的提示；

5.车票有效性进行检查，如有问题显示原因并提示；

第五节AFC网络构成

一、概述

AFC网络系统由以下几个网络系统构成：

局域网系统：

AFC系统LC、SC、维修中心、模拟培训中心内部各设备间的通信采用局域网方式。

LC采用100M/1000M以太网传输系统，是整个网络的核心部分他对内连接中央计算机系统，对下连接19个车站（未包含机场站）和维修模拟培训中心，对外连接轨道交通自动售检票清算管理中心系统ACC，是信息传送的枢纽；SC（含维修模拟培训中心）网络系统通过通信专业提供的100Mbps主备以太网通道连接到线路中心网络系统，主要负责信息的采集和上传；模拟培训系统的网络与生产系统的网络物理隔离，主要负责员工的培训和系统测试。

广域网系统：

AFC系统LC与SC、LC与维修培训中心间采用以太网方式连接，通信专业提供的传输系统将分别提供主备10M/100M接口，通过通信传输网络为LC和SC、LC和维修中心提供TCP/IP的连接。

外联系统：

LC经过防火墙、入侵检测等安全设备连接ACC系统。

网络安全部分：

控制中心网络系统中针对外联接口提供了防火墙和入侵检测布置，确保网络关键区域可靠稳定安全运行。

网络管理部分：

对于众多的网络设备，统一全面的网络管理必不可少，图形化、群组化、简易化、人性化的网络管理能帮助客户进一步加强对网络整体的控制能力，提高工作效率，更为深入有效地发挥网络的巨大能力。

二、afc系统网络总体拓扑图

图5-1车站物理结构

三、LC网络

线路中心的重要地位决定了线路中心必须采用高靠性的网络结构。

线路中心网络结构采用了冗余的设计，网络设备的关键部件也都采用了冗余配置。

2号线AFC系统的线路中心网络设计采用双核心交换机的双星型拓扑结构。

线路中心网络和车站网络之间是通过通信传输网搭建的共享的以太网链路连接的，两台核心交换机分别用过一个以太网接口连接到传输网上。

图5-2AFC系统LC网络拓朴图

四、SC网络

车站中心SC网络采用工业以太网交换机环形组网方式，其中每站一台核心三层工业以太网交换机，设置于车站AFC机房内，机架安装方式。

其它为二层工业以太网交换机，内置于自动检票机等设备机体内。

其中车站三层交换机通过100M以太网口接到通信传输网提供的通讯线路上，接入LC的2台核心交换机；另外工业二层交换机提供100M以太网接口，使各终端设备接入，网络结构图如下：

图5-3SC网络系统拓朴图

第六节AFC供电系统

车站AFC设备外部电源为一级负荷、采用机房集中供电方式，每站均有两路电源输入，其中一路为电力专业由车站变电所直接提供的双路电源（带自动切换），在AFC机房内接入AFC配电箱，配电后提供闸机供电；另一路为弱点综合UPS供电，由AFC系统从综合UPS（设在通信机房）引电入AFC机房，提供除闸机外的所有AFC设备供电。

每台闸机均由AFC电源箱供电外，每组闸机群还自带一台UPS，由AFC电源箱单独供电。

图6-1综合UPS电源柜